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超临界水中生物质气化制氢技术是近年发展起来的一种高效、清洁的能源转化及利用技术,无论从能源还是环境角度,都具有十分重要的意义。文章主要介绍了超临界水中生物质气化制氢的发展、原理、设备及影响因素等,并对其前景作了一定的预测。 相似文献
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在间歇式高压反应釜中,温度为450~500℃时,反应时间为20 min,压力在24~26 MPa,以K2CO3和Ca(OH)2为催化剂(助催剂),对纤维素在超临界水中的气化制氢特性进行了实验研究.结果表明:K2CO3和Ca(OH)2都有较好的催化作用,并且加入量存在一最佳值.加入0.2 g K2CO3时,H2产率为9.456 mol·kg-1,约为不加入催化剂时的2倍,加入1.6 g Ca(OH)2时,H2产率为8.265 mol·kg-1,比加入K2CO3时的产氢效果稍差,但仍然是不加入催化剂时的1.7倍.K2CO3和Ca(OH)2混合使用时效果更佳,产氢量约为不加入催化剂时的2.5倍,比单独加入K2CO3和Ca(OH)2时也要分别提高25%和45%.同时随着温度的提高,H2的产率上升而CH4的产率下降,说明甲烷化反应在低温下为主要反应,温度的提高会促使CH4与水反应生成H2和CO2. 相似文献
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鉴于湿生物质如食品加工工业残余物和城市污泥中含有大量蛋白质的情况,以氨基乙酸作为蛋白质的模型化合物进行超临界水气化实验,研究了反应温度和反应时间耦合条件下Na2CO3的催化特性以及氨基乙酸气化产物特性。结果表明:添加Na2CO3会增大氨基乙酸的气化效率、氢气的体积分数和产率以及反应后液体化学需氧量(COD)的去除率,且添加质量分数为0.1%时的催化效果优于0.2%;Na2CO3主要是对H2产率产生影响,其催化机理与已有碱性化合物的催化机理不同,可能是通过促进氨基乙酸的水解产物(甲酸)的脱羧反应来提高H2的产率;氨基乙酸气化效率可达99.4%,生成物包括H2、CO2、N2、CH4和C2~C3气体,其中H2的体积分数可超过50%,产率可达1.8 L·g-1,且超过一半的份额来源于水,反应后液体清澈透明,COD和pH值指标均可以达到《生活杂用水水质标准》,可以进行回收利用。 相似文献
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生物质能是一种重要的可再生能源。通过Aspen Plus软件平台,建立生物质气化反应器模型,对生物质气化过程进行模拟计算,探讨了不同反应条件,包括气化温度、压力以及水蒸气与生物质质量配比(S/B)对气化产物成分的影响。计算结果表明,采用生物质蒸汽气化技术可获得体积分数为60%以上的富氢燃料气,且增大水蒸气与生物质质量配比有利于氢气产率的提高。 相似文献
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以鄂尔多斯烟煤为例,利用间歇反应釜,在超临界水条件下考察了反应温度、水煤比以及K2CO3添加量等因素对煤气化反应的影响.结果表明,温度对煤的转化率和气相收率有重要影响,且转化率和气相收率随温度的升高而增加;增加水煤比会提高煤转化率和气相收率,但其对气体组成和煤转化率影响的幅度随水煤比的增加而减小;在5%~20%(质量分数)煤催化剂添加条件下,煤转化率随催化剂添加量的增加而迅速增加.在研究考察范围内,煤颗粒尺寸在80目~150目范围内,最佳的反应条件是:反应温度为650℃,水煤比为20∶1,K2CO3添加量为20%(质量分数)煤.相应的反应结果是:煤转化率达到84%以上,气相收率高于3 000 mL/g daf coal,其中氢气收率为1 900 mL/g daf coal,甲烷收率为450 mL/g daf coal. 相似文献
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利用超临界水极强的氧化活性,在超临界水中对褐煤进行气化实验,最终得到H2和CH4等可燃气体,具有很高的利用价值.残余物为水煤渣混合液,处理简单,不污染环境.实验过程中应用了"控制变量法"来设置实验条件,通过反复实验得出褐煤在超临界水中气化的影响因素与规律特征.结果表明,褐煤在超临界状态下比在亚临界状态下更能转化成可燃气体,且在超临界状态下,使用催化剂KOH可使褐煤气化转化率达最高,其值为79.6%,使用催化剂KBH4和K2CO3,转化率分别为62.3%和61.9%.同时,褐煤粒径越小,越有利于将褐煤转化成H2和CH4等可燃气体. 相似文献
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Cellulose, one of the important components of biomass, was gasified in supercritical water to produce hydrogen-rich gas in
an autoclave which was operated batch-wise under high-pressure. K2CO3 and Ca(OH)2 were selected as the catalysts (or promoters). The temperature was kept between 450°C and 500°C while pressure was maintained
at 24–26 MPa. The reaction time was 20 min. Experimental results showed that the two catalysts had good catalytic effect and
optimum amounts were observed for each catalyst. When 0.2 g K2CO3 was added, the hydrogen yield could reach 9.456 mol·kg−1 which was two times of the H2 amount produced without catalyst. When 1.6 g Ca(OH)2 was added, the H2 yield was 8.265 mol·kg−1 which is lower than that obtained using K2CO3 as catalyst but is still 1.7 times that achieved without catalyst. Comparing with the results obtained using K2CO3 or Ca(OH)2 alone, the use of a combination of K2CO3 and Ca(OH)2 could increase the H2 yield by up to 2.5 times that without catalyst and 25% and 45% more than that obtained using K2CO3 and Ca(OH)2 alone, respectively. It was found that methane was the dominant product at relatively low temperature. When the temperature
was increased, the methane reacts with water and is converted to hydrogen and carbon dioxide.
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Translated from Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities, 2007, 21(3): 436–441 [译自: 高校化学工程学报] 相似文献
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通过高压吸收法可以将生物质超临界水气化制氢的气体产物中的CO2与H2分离.基于修正的UNIFAC模型、SRK状态方程以及MHV2混合规则,建立了生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡的计算模型,讨论了CO2与H2分离过程中压力和温度等参数对分离效果的影响.计算结果表明:随着分离器中压力的升高,气相产物中H2的摩尔分数增加,CO2摩尔分数迅速下降,气相中H2的收率不断降低;随着温度升高,气相产物中H2的摩尔分数减小,CO2摩尔分数上升,气相中H2的收率增加;然而,高压吸收的方法不能将气体产物中的CO、CH4、C2H4、C2H6与H2分离. 相似文献
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Kinetic model for noncatalytic supercritical water gasification of cellulose and lignin 总被引:1,自引:0,他引:1
Fernando L. P. Resende Phillip E. Savage 《American Institute of Chemical Engineers》2010,56(9):2412-2420
This article reports the first kinetics model for Supercritical Water Gasification (SCWG) that describes the formation and interconversion of individual gaseous species. The model comprises 11 reactions, and it uses a lumping scheme to handle the large number of intermediate compounds. We determined numerical values for the rate constants in the model by fitting it to experimental data previously reported for SCWG of cellulose and lignin. We validated the model by showing that it accurately predicts gas yields at biomass loadings and water densities not used in the parameter estimation. Sensitivity analysis and reaction rate analysis indicate that steam‐reforming and water–gas shift are the main sources of H2 in SCWG, and intermediate species are the main sources of CO, CO2, and CH4. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010 相似文献
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